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1、 我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧！一轮复习 必修1：分子与细胞 翟中和翟中和，细胞生物学家，中国科学院学部委员(院士)，北京大学生命科学学院教授、博士生导师第1单元 一轮复习 必修1：分子与细胞第3讲 细胞膜与细胞核细胞的分子组成、结构及物质运输 细胞膜与细胞核一轮复习 必修1：分子与细胞课标要求 核心素养1.概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。2阐明遗传信息主要贮存在细胞核中。1.通过对细胞膜、细胞核结构与功能的认识，理解其结构与功能的统一。(生命观念)2通过对细胞膜结构与成分探究历程的认知，培养分析和
2、处理信息的能力。(科学思维)3通过对细胞核功能探究实验的分析，理解实验设计的对照原则等基本原则。(科学探究)考点2细胞膜的结构与功能考点4尝试制作真核细胞的三维结构模型考点3细胞核功能的实验探究，细胞核的结构与功能考点聚焦考点1细胞壁的结构与功能1.为什么选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料？实验原理是什么？2.组成细胞膜的成分有哪些？主要成分是指什么？3.不同种类的细胞的细胞膜成分和含量完全相同吗？4.蛋白质与细胞膜功能的复杂程度有什么关系？5.细胞膜的成分能否发生改变？6.请你结合所学知识，分析“膜蛋白”按功能分，可以有哪几种？7.举例说明细胞膜的功能有哪些？8.简要描述细胞膜成分和结构的
3、发现历程，并概括桑格和尼克森的流动镶嵌模型的主 要内容。9.细胞核由哪几部分构成？各部分结构的功能是什么？总结细胞核的功能。10.为什么说细胞核是遗传信息库？为什么说细胞核是遗传和代谢的控制中心？问题聚焦细胞壁细胞膜细胞质细胞核细胞质基质细胞器线粒体（有氧呼吸主要）叶绿体（光合作用）内质网高尔基体液泡溶酶体核糖体（合成蛋白质）中心体核膜(有核孔)、核仁、染色质真核细胞原核细胞细胞壁细胞膜细胞质（核糖体）拟核DNA DNA裸露 裸露细胞 细胞壁的结构与功能 考点1细胞结构生物类型 成分 作用的酶或物质植物 纤维素+果胶 纤维素酶、果胶酶真菌几丁质(壳多糖)几丁质酶原核生物(除支原体等)肽聚糖溶菌
4、酶、青霉素等主要是纤维素和果胶（1）成分（2）功能 支持和保护作用。动物细胞在清水中可吸水涨破，但植物细胞不会，主要是细胞壁的作用。1.植物细胞壁酶解法去除植物细胞壁后的结构为。（3）特点 全透性、伸缩性小由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界（4）主要形成时期及过程 形成于，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。与其形成有关的细胞器为和。细胞壁的结构与功能 考点1原生质体有丝分裂末期高尔基体线粒体实验现象（1）在19世纪末：欧文顿植物细胞通透性实验发现：推测：（2）在20世纪初，科学家从_中分离出细胞膜发现细胞膜主要由_，其中_ 含量最多。脂质(磷脂和
5、胆固醇)磷脂哺乳动物成熟的红细胞 细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构膜是由脂质组成的提出假说是科学研究中常用的一种科学方法（3）在1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用_提取红细胞中的脂质，在空气水界面铺展开成_。丙酮磷脂分子单分子层推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构2.用除哺乳动物成熟红细胞外的其他真核细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_(”大于“、”小于“、”等于“)2S。3.用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_(”大于“、”小于“、”等于“)2S。1.为什么
6、选用哺乳动物成熟红细胞（鸡的红细胞？蛙的红细胞？）细胞膜的结构与功能 考点2【思维拓展】哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器 动物细胞没有细胞壁，吸水易涨破 材料易取大于 等于（3）1935年，丹尼利和戴维森研究细胞膜的表面张力，细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。推测：已知：油脂滴表面如果吸附有蛋白质分子则表面张力会降低。（4）20世纪40年代，科学家推测细胞膜为脂双层，蛋白质分子覆盖在细胞膜两侧。细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。推测：蛋白质-脂质双层-蛋白质的三明治结构。（5）1959年，罗伯特森通过电镜观察到暗-亮-暗结
7、构，支持三明治结构两层暗一层亮 小资料 小资料(关于电镜成像 关于电镜成像)电子束照射大分子物质，散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。推测：生物膜为蛋白质脂质蛋白质三层 统一的静态结构（单位膜模型）思考：“蛋白质脂质蛋白质”的静态结构模型正确吗？是说明理由。细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构细胞膜是可以运动的！三层结构模型无法解释的现象（1）细胞的生长；（2）变形虫的伪足运动现象和吞噬食物的过程；（3）白细胞吞噬细菌的过程；（4）受精时细胞的融合过程；（5）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构变形虫摄取草履虫酵母菌出
8、芽生殖（6）1970年，费雷和埃迪登，通过人鼠细胞（荧光）融合实验，验证膜中的蛋白质具有流动性。荧光标记的膜蛋白a鼠细胞诱导融合40分钟后人鼠融合细胞两种荧光蛋白均匀分布人细胞 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性 细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构（7）1972年，桑格和尼克森根据新的观察和证据提出流动镶嵌模型 1988年，Simons胆固醇、鞘磷脂等富集区域形成相对有序的脂相，如同漂浮在脂双层上的“脂筏”载着执行特定生物学功能膜蛋白 细胞膜的结构与功能 考点21.细胞膜结构的探索的结构磷脂分子磷脂双分子层蛋白质分子糖蛋白糖脂糖被细胞膜外细胞膜内 构成了膜的
9、基本支架。蛋白质分子 在磷脂双分子层上，呈 分布。糖类的作用：_ 流动镶嵌模型磷脂双分子层镶在，嵌入，贯穿与蛋白质构成糖蛋白，与脂类构成糖脂(统称糖被)，起到膜表面识别和细胞间的信息传递的作用亲水区亲水区疏水区 细胞膜的结构与功能 考点2不对称【细胞膜的结构特点】：细胞膜具有_；原因:实例：影响因素：流动性意义：膜上的磷脂分子和蛋白质分子是可以运动的流动性温度：一定范围内，温度升高，膜流动性加快。对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能是非常重要的。变形虫的变形运动。细胞融合(如精卵结合、人鼠细胞杂交等)。细胞的胞吞胞吐(白细胞吞噬病菌，细胞分泌蛋白质等)。细胞的吸水膨胀或者失水皱缩(质壁
10、分离)。流动镶嵌模型 细胞膜的结构与功能 考点2胆固醇可以调节膜的流动性，增加膜稳定性及降低水溶性物质通透性【细胞膜的功能特点】：功能特点是：_。原因：表现：选择透过性水分子，被选择的离子和小分子可以通过；大分子、不被选择的离子和小分子不能通过。载体种类、数量 选择透过性。决定决定遗传性 细胞膜的结构与功能 考点2 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_ 和_ _越多。（重点）种类数量u 5种常考的“膜蛋白”（不同生物膜的功能差异主要原因就是蛋白质！）(1)受体蛋白：信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体。(2)载体蛋白：协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。(
11、3)通道蛋白：通过打开或关闭通道控制物质通过(如水通道蛋白；Na、K通道蛋白等。)(4)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。(5)蛋白酶：催化化学反应的酶，(如原核细胞膜上由催化有氧呼吸相关的酶，ATP水解酶等。)细胞膜的结构与功能 考点2受体蛋白与激素、细胞因子、神经递质等信号分子特异性结合识别 蛋白如 精 卵 细 胞 间 的 识 别、免 疫 细 胞 对 抗 原 的 特 异性 识别 等 用于 细 胞与 细 胞 间 相互 识别 的糖蛋白通道蛋白通 过 开 闭 通 道 控 制 物 质顺 浓 度 梯 度 通 过，属 于协 助 扩 散，包
12、括 水 通 道蛋白、离子通道蛋白等载 体 蛋白协 助 小 分 子 物 质 跨 膜 运 输，方式包括 协 助 扩 散和 主 动 运 输酶 蛋白催 化 作 用：如 呼吸 酶，ATP 水 解酶(催 化ATP 水 解，用于主 动 运 输 等)5种常考的“膜蛋白”细胞膜的结构与功能 考点2 癌变细胞膜上糖蛋白减少，黏着性下降，易扩散膜成分发生改变 衰老细胞膜通透性改变，物质运输功能下降 代谢旺盛的细胞运输功能增强膜上载体蛋白的种类和数量增多 细胞膜的结构与功能 考点2【不同生理状态的细胞膜成分和功能】（1）脂质体的“膜”结构与细胞膜均以_作为基本支架。（2）脂质体既可以用于运载脂溶性药物，也可以用于运载
13、水溶性药物。图中所运载的水溶性药物为_（药物A、药物B）。（3）脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？药物A磷脂双分子层1.右图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜发生融合，从而使药物进入细胞内发挥作用。习题检测考点2用磷脂分子包裹药物 习题检测考点22.易错整合，判断正误。(1)在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。()(2)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定，细胞膜的成分是恒定不变的。()(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。()习题检测考点2(4)细胞膜上的大多
14、数蛋白质是可以运动的。()(5)胰岛B 细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。()(6)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。()3.荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值,其包括三个步骤:绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合,使细胞膜上呈现一定强度的绿色激光照射膜上某绿色荧光区,使该区域内标记的荧光分子不可逆的淬灭(漂白)检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲所示,结果如图乙所示。下列说法错误的是（）A.淬灭部位荧光再现速率会受温度的影响B.若不用激光照射淬灭,而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光材料标 记,则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布C.被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流
15、动性D.F2后若再进行一次激光淬灭,一段时间后检测淬灭部位的荧光强度会更低C 习题检测考点24.如图表示细胞膜的结构示意图，其中a和b为物质的两种运输方式，下列对细胞膜结构和功能的叙述错误的是（）A、若图示为肝细胞膜，则CO2的运输方向是IB、适当提高温度将加快和的流动速度C、细胞间的识别、免疫与有关，细胞的癌变与无关D、若某毒素破坏细胞内线粒体的功能，则会影响b过程C 习题检测考点25.科学家经过研究提出了生物膜的流动镶嵌模型。请分析回答下列问题：(1)在流动镶嵌模型中，构成生物膜基本支架的是_，由于_的分布使生物膜的结构表现出不对称性。磷脂双分子层蛋白质(2)用荧光抗体标记的人鼠细胞融合的
16、实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的_，由此能较好地解释细胞膜结构的_性。蛋白质分子可以运动流动 习题检测考点2(3)通过其他方法测得多种细胞膜的化学成分如下表：组成不同细胞膜的物质种类相同膜的类别 蛋白质/%脂质(主要是磷脂)/%糖类/%变形虫细胞膜 54 42 4小鼠肝细胞膜 44 52 4人红细胞膜 49 43 8依据表格数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是，主要区别是_。组成不同细胞膜的物质含量有差别 习题检测考点2(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞
17、膜厚度变小，而膜的 表 面 积 扩 大，膜 对 离 子 和 分 子 的 通 透 性 提 高。对 上 述 实 验 现 象 合 理 的 解 释 是。构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有流动性(4)科学家将哺乳动物细胞膜结构中的磷脂分子提取出来铺在水面上，测得磷脂占有面积为S，那么该细胞膜的表面积约为_。习题检测考点26.膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，下图所示为膜上各种蛋白及其功能。下列相关叙述不正确的是()A.跨膜蛋白的疏水区和亲水区分别位于磷脂双分子层内部和两侧B.转运蛋白协助各种物质进出细胞，此过程均需消耗能量C.膜蛋白的种类和含量决定了细胞膜功能的复杂程度D.受体能结合某些激素分子实
18、现细胞间的信息交流B 习题检测考点27.生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是()选项 膜蛋白的位置、功能 膜蛋白的类型A.位于突触后膜，识别并结合神经递质 受体B.位于靶细胞膜，识别并结合激素 载体C.位于类囊体膜，催化ATP合成 酶D.位于癌细胞膜，引起特异性免疫 抗原B 习题检测考点2(1)_ _,保障细胞内部环境的相对稳定。(2)_，但注意这种控制是相对的。(3)_，具体有三种方式。将细胞与外界环境分隔开控制物质进出进行细胞间的信息交流2.细胞膜的功能 细胞膜的结构与功能 考点2(1)将细胞和外界环境分隔开磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或
19、离子难以通过屏障作用意义：保障了细胞内部环境的相对稳定2.细胞膜的功能 细胞膜的结构与功能 考点2(2)控制物质进出细胞细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用说明细胞膜有性，控制作用是的2.细胞膜的功能 细胞膜的结构与功能 考点2选择透过相对可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化主动运输被动运输胞吞胞吐【拓展】科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。你能解释“染色排除法”的原理吗？活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力，染色剂被阻挡在细胞外
20、，所以活细胞不会被染色；当细胞死亡后，细胞膜随之失去控制物质进出的能力，染色剂进入细胞，细胞被染成蓝色。死 细 胞 活 细 胞 细胞膜的结构与功能 考点2（3）进行细胞间的信息交流内分泌细胞激素激素受体受体靶细胞血液血液 间接交流：细胞分泌化学物质（如激素），通过膜表面的受体传递信息。化学信号传导（如激素）细胞膜的结构与功能 考点2靶细胞发出信号的细胞与膜结合的信号分子膜上接受信号分子的受体相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。直接交流：细胞膜的接触强调：只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。（3）进行细胞间的信息交流 细胞膜的结构与
21、功能 考点2思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？胞间连接与通讯（如胞间连丝）注意：通道交流不需要细胞膜上的受体 通道交流：高等植物的胞间连丝（3）进行细胞间的信息交流 细胞膜的结构与功能 考点2胞间连丝通道传递胞间连丝向高等植物的一个细胞中注入荧光染料(能发出荧光的染料)，则染料迅速扩散到相邻的细胞内。通道交流：高等植物的胞间连丝（3）进行细胞间的信息交流 细胞膜的结构与功能 考点2胞间连丝是信息分子传送的通道，既有物质运输的作用，又有信息交流的作用。成分：脂质、蛋白质等脂溶剂处理（细胞膜被溶解）、探究含脂质 磷脂酶处理（细胞膜被破坏）、脂溶性物质透过性实验（脂溶性物质优先通过）探究蛋白质 双缩脲试剂（紫色）、蛋白酶处理（细胞膜被破坏）功能验证：控制物质进出 正常种子和煮熟种子红墨水或台盼蓝处理识别功能 只有同种精卵才结合结构：磷脂双分子层提取磷脂分子，铺在水面上形成单层，对比磷脂分子的面积和细胞膜的面积 归纳 细胞膜成分的鉴定和功能的验证实验 细胞膜的结构与功能 考点2